皮亞杰（瑞士）將兒童和青少年的認知發展劃分為四個階段：感知運動階段、前運算階段、具體運算階段和形式運算階段。他認為所有的兒童都會依次經歷這四個階段，新的心智能力的出現是每個新階段到來的標志，而這些新的心智能力使得人們能夠以更為復雜的方式來理解世界；雖然不同的兒童以不同的發展速度經歷這幾個階段，但是都不可能跳過某一個發展階段。同一個個體或許能同時進行不同階段的活動，這明顯地表現于一從一個階段進入到一個新的階段的轉折時期。
·感知運動階段sensorimotor（出生到2歲）
這個階段的嬰兒或年由兒童通過他們的感覺和動作技能來探索周圍世界。
兩個標志：
① 從反射行為（偶然）發展到目標指向行為（試誤）； ②“客體永久性”概念形成，即兒童認識到物體是客觀存在的，即使它不在眼前。
·前運算階段preoperational stage（2到7歲）
四個特點：
① 發展了運用符號來表征客觀物體的能力，言語和概念以驚人的速度發展 ② 不能理解守恒原理，思維具有集中化（僅注意情境中某一個方面）、不可逆性（不具備改變思維的方向以便能夠回到起點的能力）和只注重狀態（對事情發生的過程缺乏了解）的特點 ③“直覺的”思維特征，即年幼的學前兒童所形成的概念是隨情景的不同而發生變化的，而且也并非總是合乎邏輯的，缺乏將一個概念與另一個概念協調起來的能力 ④ 自我中心趨向，認為別人眼中的世界與他們看到的一樣，完全從自己的角度來解釋事情，較為極端的自我中心傾向甚至認為世界上發生的每一件事情都與自己有關。
·具體運算階段concrete operational stage（7到11歲）
邏輯思維能力有所提高。出現一些新的能力，如：可逆性的思維活動、去自我中心的思維、問題解決部太具有自我中心傾向等。但還不能進行抽象思維，即能夠形成概念、發現關系、解決問題，但是所有這些都必須與他們熟悉的物體和場景有關。
四個特點：
① 前運算階段兒童對外顯表象進行反應，而處于具體運算階段的兒童對內隱實質進行反應，在各種不同意義的情境中看待事物；
② 序列化能力，能夠按照一定的邏輯順序排列事物，根據某一標準或唯獨對物體進行排序或歸類；
③ 傳遞性能力，能夠了解兩個物體與第三個物體之間的關系，并據此推斷兩個物體之間的關系；
④ 類包含能力，同時思考總類別和子類別的能力，不再局限于部分與部分之間關系的推理，而能夠處理部分與整體之間的關系。
·形式運算階段formal operational stage（11歲到成人）
大約在青春期前期左右，兒童的思維開始發展到形式階段，開始進行抽象思維，能夠了解到其他各種可能性，而不受眼前具體情形的限制。
三個特點：
① 可以進行抽象思維和純符號思維，從現有的信息中生成抽象的關系，然后將抽象的關系與各種信息相比較，這時，形式與內容是相互獨立的；
② 應對潛在或假設情景的能力出現，能夠對沒有經歷過的場景和情形進行推理。甚至接受明顯的與事實相反的情形。青少年并不受限于他們自身的實際經驗，能夠將邏輯推理應用于各種情形中。
③ 能夠運用系統化的實驗來解決問題。處于具體運算階段的兒童以一種較混亂的方式進行實驗，同時變化多個因素，并固守于先前的觀念，而進入形式運算階段的兒童能夠以非常系統的方式來操作實驗，一次只改變一個因素。 在一般人看來，嬰兒從出生到會坐能走，愛笑會說；從母親的襁褓到幼兒園、小學、中學或大學，最后長成人似乎是一個很自然的過程。然而實際上這一切經歷著極其復雜的變化。體格的發育成熟、情緒情感的發展、智力的成長、人格的形成以及語言的獲得等等生理心理過程都無一不是充滿奧秘而為人類長期探索的目標。其中兒童的智力是如何產生與發展這一問題尤為長期以來世界各國不關學者所研究的重大理論課題，也是教育工作者及兒童保健人員所經常遇到和需要解決的現實問題。
1882年德國生理學家和心理學家普萊爾（WoPreyer）的《兒童心理》一書問世標志了科學兒童心理學的延生。在這之后一百多年來，各國心理學家們對兒童智力成長過程進行了大量觀察和研究，在這些人當中有蓋塞爾（AoGesell,自然成熟論）、弗洛伊德（SoFreud,精神分析理論）、華生（JoBoWatson,行為主義）以及埃里克森（EoHoErikson,人格發展漸成說）等，他們的工作增進了人們對兒童智力發展的理解，同時也構成了當今兒童發展心理的主要流派，基影響是巨大而深遠的。
很長一段時期，心理學家們對兒童智力發展的研究和觀察往往特別重視兒童獲得智能增長的正確學習過程，但當代著名學者瑞士心理學家讓o皮亞杰（JeanoPiaget）卻對孩子是如何犯錯誤的思維過程進行了長期的探索，皮亞杰發現分析一個兒童對某問題的不正確回答比分析正確回答更具有啟發性。采用臨床法（ Clinical method）方法，皮亞杰先是觀察自己的三個孩子，之后與其它研究人員一起，對成千上萬的兒童進行觀察，他找出了不同年齡兒童思維活動質的差異以及影響兒童智力的因素，進而提出了獨特的兒童智力階段性發展理論，引發了一場兒童智力觀的革命，雖然這一理論在很多方面目前也存在爭論，但正如一些心理學家指出：這是"迄今被創造出來的唯一完整系統的認知發展理論"。
一、 幾個主要概念
（一） 智力
什么是智力？迄今為止心理學家尚未能提出一個為眾人接受的明確定義。有人認為， 智力主要是抽象思維的能力；亦有心理學家將智力解釋為"適應能力"，"學習能力"，"獲得知識的能力"，"認識活動的綜合能力"。更有某些智力測驗的先驅者認為："智力就是智力測驗的那個東西。"
皮亞杰在年輕時曾在巴黎比奈智力測試實驗室擔任西蒙（T.Simon，世界第一個智力測驗的創立者之一）的助手。正是在比納實驗室工作期間，皮亞杰認識到"智力"不可能和兒童正確回答的那種測驗題目相等，因而他從根本上反對根據在一份所謂的智力測驗卷上正確回答的題目數來定義智力。心理學界一般認為，皮亞杰并不十分注重回答"智慧的定義是什么？"這類問題。盡管如此，人們認為他對智慧本質的理解是十分深刻的。在皮亞杰看來：一個智慧行為是一個生物體本身在現存條件下能夠產生的最適合于其生存條件的行為。換句話說，智慧就是生物體能最有效地應付環境，在客觀現實條件下創造最佳生存條件的品質、能力。這樣一種觀點充分體現了生物進化"適者生存"的思想。皮亞杰在從事心理學研究之前是一個生物學博士，因而在日后的兒童智力發展研究中，他總是力圖把生物學與認識論二者溝通起來。正是從生物學的觀點出來，皮亞杰認為智慧是生物適應的一種特殊表現，即人的智慧是機體適應環境的手段。
智慧既然是機體適應環境的一種手段，那么由于環境總是在不斷變化著的，因而智慧也必然在變化著，兒童的智力也正是個體在與環境的相互作用中，伴隨著生物性狀的發展與成熟及自身經驗的增長，在適應中一步一步地發展起來的。
（二） 圖式（schema）
皮亞杰認為智慧是有結構基礎的，而圖式就是他用來描述智慧（認知）結構的一個特別重要的概念。皮亞杰對圖式的定義是"一個有組織的、可重復的行為或思維模式"。凡在行動可重復和概括的東西我們稱之為圖式"。簡單地說：圖式就是動作的結構或組織。 圖式是認知結構的一個單元，一個人的全部圖式組成一個人的認知結構。初生的嬰兒，具有吸吮、哭叫及視、聽、抓握等行為，這些行為是與生俱來的，是嬰兒能夠生存的基本條件，這些行為模式或圖式是先天性遺傳圖式，全部遺傳圖式的綜合構成一個初生嬰兒的智力結構。遺傳圖式是圖式在人類長期進化的過程中所形成的，以這些先天性遺傳圖式為基礎，兒童隨著年齡的增長及機能的成熟，在與環境的相互作用中，能過同化、順應及平衡化作用（后述），圖式不斷得到改造，認知結構不斷發展。在兒童智力發展的不同階段，有著不同的圖式。如在感知運動階段，其圖式被稱為感知運動圖式，當進入思維的運算階段，就形成了運算思維圖式，這在后面還將介紹。
可以通過兩個簡單的舉例進一步說明圖式的含義。一個四個半月的嬰兒，當看到拔浪鼓時，伸手去抓，握住后搖晃拔浪鼓。這系列的動作包括視、聽、抓握及晃動等，這樣一個行為模式顯然是有其神經系統生理基礎的，完成這一行為的神經系統生理基礎即是這一行為模式的心理結構，也就是圖式。-一個5歲的孩子，當被要求回答兩根長短不一的木棍（長棍A、短棍B）那一根長，那一個短，他會毫無困難地指出A棍長于B棍，繼續讓這個孩子比較B棍與更短的C棍，孩子顯然也能得出正確答案。但當要他比較A棍與C棍的長短而不顯示這三根木棍，這個5歲的孩子就回答不了。而當這個孩子長到8歲，他就能夠準確地說出A棍長于C棍。顯然5歲的孩子大腦中存在著正確完成A棍與B棍或B棍與C棍兩兩比較的心理結構，但卻尚沒有形成在三根棍不放在一起時比較A棍與C棍的心理結構。而當他長到8歲，顯然在他大腦中某種東西發展了，因而他得出了A棍長于C棍的正確結論，這個發展的東西就是心理結構即圖式。
圖式作為智力的心理結構，是一種生物結構，它以神經系統的生理基礎為條件，如上例4個半月嬰兒的視覺抓握反射的協調，顯然是錐體束中一定的新神經通路的髓鞘形成的結果。然而限于目前的科學水平，還只能對少數較低級的圖式（例如運算圖式）來說，目前的研究還無法指出這些圖式的生理性質和化學性質。相反，這些圖式在人的頭腦中的存在是根據可以觀察到的行為推測的。事實上，皮亞杰是根據大量的，通過臨床法所觀察到的現象，結合生物學、心理學、哲學等學科的理論，運用邏輯學以及數學概念（如群、群集、格等）來分析描述智力結構的。由于這種智力結構符合邏輯學和認識論原理，因此圖式不僅是生物結構，更重要的是一種邏輯結構（主要指運算圖式）。 盡管諸如前述視覺抓握動作的神經生理基礎是新神經通路髓鞘形成，而髓鞘形成似乎是遺傳程序的產物。包含著遺傳因素的自然成熟也確實在使兒童智慧發展遵循不變的連續階段的次序方面起著不可缺少的作用，但在從嬰兒到成人的圖式發展中，成熟并不起決定作用。智慧演變為一種機能性的結構，是在諸多因素共同作用下的結果，兒童成長過程中智力結構的完整發展不是由遺傳程序所決定。遺傳因素主要為發展提供了可能性，或是說對結構提供了門徑，在這些可能性未被提供之前，結構是不可能演化的。但是在可能性與現實性之間，還必須有一些其它因素，例如練習，經驗和社會的相互作用。
還必須指出，皮亞杰所提出的智力結構具有三要素，整體性、轉換性和自動調節性，結構的整體性指結構具有內部融貫性，各成分在結構中的安排是有機的聯系，而不是獨立成分的混合，整體和部分都由一個內在規律所決定。一個圖式有一個圖式的規律，由全部圖式所構成的兒童的智力結構并非各個圖式的簡單相加。結構的轉換性指結構并不是靜止的。而是有一些內在的規律控制著結構的發展，兒童的智力結構，在同化、順應、平衡化作用下，不斷發展，體現了這種轉換性。結構的自調性是指結構由于其本身的規律而自行調節，結構內的某一成分的改變必將引起其結構內部其它成分的變化。只有作為一個自動調節的轉換系統的整體，才可被稱為結構。
（三） 同化（Assimilation）、順應（Accomodation,又稱調節）
同化與順應是皮亞杰用于解釋兒童圖式的發展或智力發展的兩個基本過程。皮亞杰認 為"同化就是外界因素整合于一個正在形成或已形成的結構"，也就是把環境因素納入機體已有的圖式或結構之中，以加強和豐富主體的動作。也可以說，同化是通過已有的認知結構獲得知識（本質上是舊的觀點處理新的情況）。例如，學會抓握的嬰兒當看見床上的玩具，會反復用抓握的動作去獲得玩具。當他獨自一個人，玩具又較遠嬰兒手夠不著（看得見）時，他仍然用抓握的動作試圖得到玩具，這一動作過程就是同化，嬰兒用以前的經驗來對待新的情境（遠處的玩具）。從以上解釋可以看出，同化的概念不僅適用于有機體的生活，也適用于行為。順應是指"同化性的格式或結構受到它所同化的元素的影響而發生的改變。"也就是改變主體動作以適應客觀變化。也可以說改變認知結構以處理新的信息（本質上即改變舊觀點以適應新情況）。例如上面提到那個嬰兒為了得到遠處的玩具，反復抓握，偶然地，他抓到床單一拉，玩具從遠處來到了近處，這一動作過程就是順應。
皮亞杰以同化和順應一釋明主體認知結構與環境刺激之間關系，同化時主體把刺激整合于自己的認知結構內，一定的環境刺激只有被個體同化（吸收）于他的認知結構（圖式）之中，主體才能對之作出反應。或者說，主體之所以能對刺激作出反應，也就是因為主體已具有使這個刺激被同化（吸收）的結構，這個結構正具有對之作出反應的能力。認知結構由于受到被同化刺激的影響而發生改變，就是順應，不作出這種改變（順應），同化就無法運行。簡言之刺激輸入的過濾或改變叫做同化，而內部結構的改變以適應現實就叫做順應。同化與順應之間的平衡過程，就是認識的適應，也即是人的智慧行為的實質所在。
同化不能改變或更新圖式，順應則能起得這種作用。但皮亞杰認為，對智力結構的形成主要有功的機能是同化。順應使結構得到改變，但卻是同化過程中主體動作反復重復和概括導致了結構的形成，從中可以看出一旦結構已經改變，反復訓練委重要了。
（四） 運算（Operation）
運算是皮亞杰理論的主要概念之一。在這里運算指的是心理運算。
什么是運算？運算是動作，是內化了的、可逆的、有守恒前提、有邏輯結構的動作。
從這個定義中可看出，運算或心理運算不四個重要特征：
1、 心理運算是一種在心理上進行的，內化了的動作。例如，把熱水瓶里的水倒進杯子 里去，倘若我們實際進行這一倒水的動作，就可以見到在這一動作中有一系列外顯的，直接訴諸感官的特征。然而對于成人和一定年齡的兒童來說，可以用不著實際去做這個動作，而在頭腦里想象完成這一動作并預見它的結果。這種心理上的倒水過程，就是所謂"內化的動作"，是動作能被稱之為運算的條件之一。可以看出，運算其實就是一種由外在動作內化而成的思維，或是說在思維指導下的動作。新生嬰兒也有動作，哭叫、吸吮、抓握等，這些動作都是一些沒有思維的反射動作，所以，不能算做運算。事實上由于運算還有其它一些條件，兒童要到一定的年齡才能出現有稱之為運算的動作。
2、 心理運算是一種可逆的內化動作。這里又引出可逆的概念。可以繼續用上面倒水過 程的例子加以解釋，在頭腦中我們可以將水從熱水瓶倒入杯中，事實上我們也能夠在頭腦中讓水從杯中回到熱水瓶去，這就是可逆性（reversibility）,是動作成為運算的又一個條件。一個兒童如果在思維中具有了可逆性，可以認為其智慧動作達到了運算水平。
3、 運算是有守恒性前提的動作。當一個動作已具備思維的意義，這個動作除了是內化 的可逆的動作，它同時還必定具有守恒性前提。所謂守恒性（conservaion）是指認識到數目、長度、面積、體積、重量、質量等等盡管以不同的方式或不同的形式呈現，但保持不變。裝在大杯中的100毫升水倒進小杯中仍是100毫升，一個完整的蘋果切成4小塊后其重量并不發生改變。自然界能量守恒、動量守恒、電荷守恒都是具體的例子。當兒童的智力發展到了能認識到守恒性，則兒童的智力達到運算水平。 守恒性與可逆性是內在聯系著的，是同一過程的兩種表現形式。可逆性是指過程的轉 變方向可以為正或為逆，而守恒性表示過程中量的關系不變。兒童思維如果具備可逆性（或守恒性），則差不多可以說他們的思維也具備守恒性（或可逆性）。否則兩者都不具備。
4、 運算是有邏輯結構的動作。
前面介紹過，智力是有結構基礎的，即圖式。兒童的智力發展到運算水平，即動作已具備內化、可逆性和守恒性特征時，智力結構演變成運算圖式。運算圖式或者說運算不是孤立存在的，而是存在于一個有組織的運算系統之中。一個單獨的內化動作并非運算而只是一種簡單的直覺表象。而事實上動作不是單獨，孤立的，而是互相協調的，有結構的。例如一般地人們為了達到某種目的而采取動作，這時需要動作與目的有機配合，而在達到目的的過程中形成動作結構。在介紹圖式時，已說過運算圖式是一種邏輯結構，這不僅因為運算的生物學生理基礎目前尚不清楚而由人們推測而來，更重要的是因為這種結構的觀點是符合邏輯學和認識論原理的，因為是一種邏輯結構。故心理運算又是有邏輯結構的動作。
以運算為標志，兒童智力的發展階段可以分為前運算時期和運算時期；繼之又可將前者分為感知運動階段和表象階段；后者區分為具體運算階段和形式運算階段。
二、 兒童智力發展階段
如上所述，皮亞杰將兒童從出生后到15歲智力的發展劃分為四個發展階段。對于發展 的階段性，皮亞杰概括有三個特占：（1）階段出現的先后順序固定不變，不能跨越，也不能顛倒。它們經歷不變的、恒常的順序，并且所有的兒童都遵循這樣的發展順序，因而階段具有普通性。任何一個特定階段的出現不取決于年齡而取決于智力發展水平。皮亞杰在具體描述階段時附上了大概的年齡只是為了表示各階段可能出現的年齡范圍。事實上由于社會文化不同，可文化相同但教育不同，各階段出現的平均年齡有很大差別。（2）每一階段都有獨特的認知結構，這些相對穩定的結構決定兒童行為的一般特點。兒童發展到某一階段，就能從事水平相同的各種性質的活動。（3）認知結構的發展是一個連續構造（建構）的過程，每一個階段都是前一階段的延伸，是在新水平上對前面階段進行改組而形成新系統。每階段的結構形成一個結構整體，它不是無關特性的并列和混合。前面階段的結構是后面階段結構的先決條件，并為后者取代。
（一） 感知運動階段（出生~2歲左右）
自出生至2歲左右，是智力發展的感知運動階段。在此階段的初期即新生兒時期，嬰 兒所能做的只是為數不多的反射性動作。通過與周圍環境的感覺運動接觸，即通過他加以客體的行動和這些行動所產生的結果來認識世界。也就是說嬰兒僅靠感覺和知覺動作的手段來適應外部環境。這一階段的嬰兒形成了動作格式的認知結構。 皮亞杰將感知運動階段根據不同特點再分為六個分階段。從剛出生時嬰兒僅有的諸如吸吮、哭叫、視聽等反射性動作開始，隨著大腦及機體的成熟，在與環境的相互作用中，到此階段結束時，嬰兒漸漸形成了隨意有組織的活動。下面簡介六個分階段。
1、 第一分階段（反射練習期，出生~一月） 嬰兒出生后以先天的無條件反射適應環境，這些無條件反射是遺傳決定的，主要有吸 吮反射、吞咽反射、握持反射、擁抱反射及哭叫、視聽等動作。通過反復地練習，這些先天的反射得到發展和協調，發展與協調意味著同化與順應的作用。皮亞杰詳細觀察了嬰兒吸吮動作的發展，發現吸吮反射動作的變化和發展。例如母乳喂養的嬰兒，如果又同時給予奶瓶喂養，可以發現嬰兒吸吮橡皮奶頭時的口腔運動截然不同于吸吮母新乳頭的口腔運動。由于吸吮橡皮奶頭較省力，嬰兒會出現拒絕母乳喂養的現象，或是吸母乳時較為煩躁。在推廣母乳喂養過程應避免給嬰兒吸橡皮奶頭可能正是這一原因。從中也可以看出嬰兒在適應環境中的智力增長：他愿吸省力的奶瓶而不愿吸費力的母乳。
2、 第二分階段（習慣動作和知覺形成時期1~41有）
在先天反射動作的基礎上，通過機體的整合作用，嬰兒漸將個別的動作聯結起來，形 成一些新的習慣。例如嬰兒偶然有了一個新動作，便一再重復。如吸吮手指、手不斷抓握與放開、尋找聲源、用目光追隨運動的物體或人等等。行為的重復和模式化表明動作正在同化作用中，并開始形成動作的結構，反射運動在向智慧行動過渡。由于行為并沒有什么目的，只是由當前直接感性刺激來決定，所以還不能算作智慧行動。但是嬰兒在與環境的相互適應過程中，順應作用也已發生，表現為動作不完全是簡單的反射動作。
3、 第三分階段（有目的動作逐步形成時期，41月~9月）
從41月開始，嬰兒在視覺與 抓握動作之間形成了協調，以后兒童經常用手觸摸、擺弄周圍的物體，這樣一來，嬰兒的活動便不再限于主體本身，而開始涉及對物體的影響，物體受到影響后又反過來進一步引起主體對它的動作，這樣就通過動作與動作結果造成的影響使主體對客體發生了循環聯系，最后漸漸使動作（手段）與動作結果（目的）產生分化，出現了為達到某一目的的而行使的動作。例如一個多彩的響鈴，響鈴搖動發出聲響引起嬰兒目光尋找或追蹤。這樣的活動重復數次后，嬰兒就會主動地用手去抓或是用腳去踢掛在搖藍上的響鈴。顯然可以看出，嬰兒已從偶然地無目的搖動玩具過渡到了有目的地反復搖動玩具，智慧動作開始萌芽。但這一階段目的與手段的分化尚不完全、不明確。
4、 第四分階段（手段與目的分化協調期，9~11、12）
這一時期又稱圖式之間協調期。嬰兒動作目的與手段已經分化，智慧動作出現。一些 動作格式（圖式）被當作目的，另一些動作格式則被當做手段使用。如兒童拉成人的手，把手移向他自己夠不著的玩具方向，或者要成人揭開蓋著玩具的布。這表明兒童在作出這些動作之前已有取得物體（玩具）的意向。隨著這類動作的增多，兒童運用各動作格式之間的配合更加靈活，并能運用不同的動作格式來對付遇到的新事物，就象以后能運用概念來了解事物一樣，嬰兒用抓、推、敲、打等多種動作來認識事物。表現出對新的環境的適應。兒童的行動開始符合智慧活動的要求。不過這階段嬰兒只會運用同化格式中已有的動作格式，還不會創造或發現新的動作順應世界。
5、 第五分階段（感知動作智慧時期，12~18月）
這一時期的嬰兒，皮亞杰發現，能以一種試驗的方式發現新方法達到目的。當兒童偶 然地發現某一感興趣的動作結果時，他將不只是重復以往的動作，而是試圖在重復中作出一些改變，通過嘗試錯誤，第一次有目的地通過調節來解決新問題。例如嬰兒想得到放在床上枕頭上的一個玩具，他伸出手去抓卻夠不著，想求助爸爸媽媽可又不在身邊，他繼續用手去抓，偶然地他抓住了枕頭，拉枕頭過程中帶動了玩具，于是嬰兒通過偶然地抓拉枕頭得到了玩具。以后嬰兒再看見放在枕頭上的玩具，就會熟練地先拉枕頭再取玩具。這是智慧動作的一大進步。但兒童不是自己想出這樣的辦法，他的發現是來源于偶然的動作中。
6、 第六分階段（智慧綜合時期，18~24月）
這個時期兒童除了用身體和外部動作來尋找新方法之外，還能開始"想出"新方法， 即在頭腦中有"內部聯合"方式解決新問題，例如把兒童玩的鏈條放在火柴盒內，如果盒子打開不大，鏈條能看得見卻無法用手拿出，兒童于是便會把盒子翻來覆去看，或用手指伸進縫道去拿，如手指也伸不進去，這時他便會停止動作，眼睛看著盒子，嘴巴一張一合做了好幾次這樣的動作之后突然他用手拉開盒子口取得了鏈條。在這個動作中，兒童的一張一合的動作表明兒童在頭腦里用內化了的動作模仿火柴盒被拉開的情形，只是他的表象能力還差，必須借助外部的動作來表示。這個拉開火柴盒的動作是兒童"想出來的"。當然兒童此前看過父母類似的動作，而正是這種運用表象模仿別人做過的行為來解決眼前的問題，標志著兒童智力已從感知運動階段發展到了一個新的階段。
感知運動階段，兒童智慧的成長突出地表現在三方面，（1）逐漸形成物體永久性（不是守恒）的意識，這與嬰兒語言及記憶的發展有關，物體永久性具體表現現在：當一個物體（如爸爸媽媽、玩具）在他面前時，嬰兒知道不這個人或物，而當這個物體不在眼前時，他能認識到此物盡管當前摸不著、看不見也聽不到，但仍然是存在的。爸爸媽媽離開了，但嬰兒相信他們還會出現，被大人藏起的玩具還在什么地方，翻開氈子，打開抽屜，還應可找到。這標志著穩定性客體的認知格式已經形成。近年的研究表明，兒童形成母親永久性的意識較早，并與母嬰依戀有關。（2）在穩定性客體永久性認知格式建立的同時，兒童的空間一時間組織也達到一定水平。因為兒童在尋找物體時，他必須在空間上定位來找到它。又由于這種定位總是遵循一定的順序發生的，故兒童又同時建構了時間的連續性。（3）出現了因果性認識的萌芽，這與物體永久性意識的建立及空間一時間組織的水平密不可分。兒童最初的因果性認識產生于自己的動作與動作結果的分化，然后擴及客體之間的運動關系。當兒童能運用一系列協調的動作實現某個目的（如拉枕頭取玩具）時，就意味著因果性認識已經產生了。
（二） 前運算階段（2~7歲）
與感知運動階段相比，前運算階段兒童的智慧在質方面有了新的飛躍。在感動運動階 段，兒童只能對當前感覺到的事物施以實際的動作進思維，于階段中、晚期，形成物體永久性意識，并有了最早期的內化動作。到前運算階段，物體永久性的意識鞏固了，動作大量內化。隨著語言的快速發展及初步完善，兒童頻繁地借助表象符號（語言符號與象征符號）來代替外界事物，重視外部活動，兒童開始從具體動作中擺脫出來，憑借象征格式在頭腦里進行"表象性思維"，故這一階段又稱為表象思維階段。 前運算階段，兒童動作內化具有重要意義。為說明內化，皮亞杰舉過一個例子：有一次皮亞杰帶著3歲的女兒去探望一個朋友，皮亞杰的這位朋友家也有一個1歲多的小男孩，正放在嬰兒圍欄（Playben）中獨自嬉玩，嬉玩過程中嬰兒突然跌倒在地下，緊接著便憤怒而大聲地哭叫起來。當時皮亞杰的女兒驚奇地看到這情景，口中喃喃有聲。三天后在自己的家中，皮亞杰發現3歲的小姑娘似乎照著那1歲多小男孩的模樣，重復地跌倒了幾次，但她沒有因跌倒而憤怒啼哭，而是咯咯發笑，以一種愉快的心境親身體驗著她在三天前所見過的"游戲"的樂趣。皮亞杰指出，三天前那個小男孩跌倒的動作顯然早已經內化于女兒的頭腦中去了。
在表象思維的過程中，兒童主要運用符號（包括語言符號和象征符號）的象征功能和替代作用，在頭腦中將事物和動作內化。而內化事物和動作并不是把事物和動作簡單地全部接受下來而形成一個攝影或副本。內化事實上是把感覺運動所經歷的東西在自己大腦中再建構，舍棄無關的細節（如上例皮亞的女兒并沒有因跌倒而憤怒啼哭），形成表象。內化的動作是思想上的動作而不是具體的軀體動作。內化的產生是兒童智力的重大進步。
皮亞杰將前運算階段又劃出兩個分階段：前概念或象征思維階段和直覺思維階段。
1、 前概念或象征思維階段（2~4歲）
這一階段的產生標志是兒童開始運用象征符號。例如在游戲時，兒童用小木凳當汽車， 用竹竿做馬，木凳和竹竿是符號，而汽車和馬則是符號象征的東西。即兒童已能夠將這二者聯起來，憑著符號對客觀事物加以象征化。客觀事物（意義所指）的分化，皮亞杰認為就是思維的發生，同時意味著兒童的符號系統開始形成了。
語言實質上也是一種社會生活中產生并約定的象征符號。象征符號的創造及語言符號的掌握，使兒童的象征思維得到發展。但這時期的兒童語詞只是語言符號附加上一些具體詞缺少一般性的概念，因而兒童常把某種個別現象生搬硬套到另一種現象之上，他們只能作特殊到特殊的傳導推斷，而不能從般到特殊的推理。從這個時期兒童常犯的一些錯誤可以看出這點。例如，兒童認識了牛，他也注意到牛是有四條腿的大動物，并且兒童已掌握"牛"。又如兒童看到別人有一頂與他同樣的帽子，他會認為"這帽子是我的。他們在房間看到一輪明月，而一會兒之后在馬路上看到被云霧遮掩的月亮，便會認為天上有兩個月亮。
2、 直覺思維階段（4~7歲）
這一階段是兒童智力由前概念思維向運算思維的過渡時期。
此階段兒童思維的顯著特征是仍然缺乏守恒性和可逆性，但直覺思維開始由單維集中 向二維集中過渡。守恒即將形成，運算思維就要到來。有人曾用兩個不同年齡孩子挑選量多飲料的例子對此加以說明：一位父親拿來兩瓶可口可樂（這兩瓶可口可樂瓶的大小形狀一樣，里面裝的飲料也是等量），準備分別給他一個6負和一個8歲的孩子，開始兩孩子都知道兩瓶中的飲料是一樣多的。但父親并沒有直接將兩瓶可樂飲料分配給孩子，而是將其中一瓶倒入了一個大杯中，另一瓶倒入了兩個小杯中，再讓兩個孩子挑選。6歲孩子先挑，他首先挑選了一大杯而放棄兩小杯，可是當他拿起大杯看著兩個小杯，又似乎猶豫起來，于是放下大杯又來到兩小杯前，仍是拿不定主意，最后他還是拿了一大杯，并喃喃地說："還是這杯多一點"。這個6歲的孩子在挑選飲料時表現出了猶豫地選擇了大杯）。在6歲孩子來回走動著挑選量較多的飲料時，他那8歲的哥哥卻在一旁不耐煩而鄙薄地叫道："笨蛋，兩邊是一樣多的""如果你把可樂倒回瓶中，你就會知道兩邊是一樣多的"，他甚至還親自示范了將飲料倒回瓶中以顯示其正確性。從這個6歲孩子身上可以充分體現出直覺思維階段兒童思維或智力的進步和局限性。數周前毫不猶豫地挑選大杯說明他的思維是缺乏守恒性和可逆性的，他對量的多少的判斷只注意到了杯子大這一個方面，而當他此次挑選過程中所表現出的迷惘則說明他不僅注意到了杯子的大小，也開始注意到杯子數量，直覺思維已開始從單維集中向兩維集中過渡。但他最后挑選大杯表明守恒和可逆和可逆意識并末真正形成。
6歲兒童挑選可樂過程表現出的迷惘和猶豫其實也是一種內心的沖突或不平衡，即同化與順應之間的不平衡。過去的或是說現存的認知結構或圖式（同化性認知結構）已不能解決當前題，新的認知結構尚未建立。不平衡狀態不能長期維持，這是智力的"適應"功能所決定的，平衡化因素將起作用，不平衡將向著平衡的方向發展，前運算階段的認知結構將演變成具體運算思維的認知結構。守恒性和可逆性獲得是這種結構演變的標志。8歲男孩的叫喊和示范動作充分體現了這一點。
總結起來，前運算階段的兒童認識活動有以下幾個特點：（1）相對的具體性，借助于表象進行思維，還不能進行運算思維。（2）思維的不可逆性，缺乏守恒結構。（3）自我中心性，兒童站在自己經驗的中心，只有參照他自己才能理解事物，他認識不到他的思維過程，缺乏一般性。他的談話多半以自我為中心。（4）刻板性，表現為在思考眼前問題時，其注意力還不能轉移，還不善于分配；在概括事物性質時缺乏等級的觀念。
皮亞杰將此階段的思維稱為半邏輯思維，與感知運動階段的無邏輯、無思維相比，這是一大進步。
（三） 具體運算階段（7~11歲）
以兒童出現了內化了的、可逆的、有守恒前提的、有邏輯結構的動作為標志，兒童智 力進入運算階段，首先是具體運算階段。
說運算是具體的運算意指兒童的思維運算必須有具體的事物支持，有些問題在具體事物幫助下可以順利獲得解決。皮亞杰舉了這樣的例子：愛迪絲的頭發比蘇珊淡些，愛迪絲的頭發比莉莎黑些，問兒童："三個中誰的頭發最黑"。這個問題如是以語言的形式出現，則具體運算階段兒童難以正確回答。但如果拿來三個頭發黑白程度不同的布娃，分別命名為愛迪絲、蘇珊和莉莎，按題目的順序兩兩拿出來給兒童看，兒童看過之年，提問者再將布娃娃收藏起來，再讓兒童說誰的頭發最黑，他們會毫無困難地指出蘇珊的頭發最黑。
具體運算階段兒童智慧發展的最重要表現是獲得了守恒性和可逆性的概念。守恒性包括有質量守恒、重量守性、對應量守恒、面積守恒、體積守恒、長度守恒等等。具體運算階段兒童并不是同時獲得這些守恒的，而是隨著年齡的增長，先是在7-8歲獲得質量守恒概念，之后是重量守恒（9-10歲）、體積守恒（11-12歲）。皮亞杰確定質量守恒概念達到時作為兒童具體運算階段的開始，而將體積守恒達到時作為具體運算階段的終結或下一個運算階段（形式運算階段）的開始。這種守恒概念獲得的順序在許多國家對兒童進行的反復實驗中都得到了驗證，幾乎完全沒有例外。
下面具體介紹幾種典型的守恒實驗：
1、 液體質量守恒
把液體從一個高而窄的杯倒向矮而寬的杯中，或從大杯倒向兩小杯中。問兒童大杯和 小杯中的液體是否一樣多？或高窄杯和矮寬杯中的液體是否一樣多？用以觀察兒童理解長5高=寬5矮這一相逆補充關系的水平。(圖1)
2、 對應量守恒
如上圖所示，杯子與雞蛋是對應的關系，八個杯子旁放著8個雞蛋。兒童知道杯子 和雞蛋的數目相等。但破壞這種知覺對應而把杯子或蛋堆在一起時，再問兒童杯子和雞蛋是否一樣多？或是雞蛋多杯子少、杯子多雞蛋少？（圖2）
3、 重量守恒
先把兩個大小、形狀、重量相同的泥球給兒童看，然后其中一個作成香腸狀，問 兒童；大小、重量是否相同？（圖3）
4、 長度守恒
兩根等長的棍子，先兩頭并齊放置，讓兒童看過之后，改成平行但不并齊放置 問兒童兩根棍子是否等長？（圖4）
5、 面積守恒
兩個等面積的紙板表草地，有一只牛在上面吃草。草地上蓋有牛舍14間。在一個 紙板上牛舍是建在一起的，而在另一紙板上是散居的。問兒童，分別在兩塊草地的兩頭牛是否可以吃到一樣多的草？（圖5） 6、 積守恒
把一張紙片假定為湖，上面的不同大小的方形是小島，要求兒童在這些不同面積的小島中建筑體積相同的房子。研究兒童是否想到要以高度的增加來補償面積的減少，從而達到體積的守恒（房子一樣多）。（圖6）
前面所介紹的前運算階段的兒童，雖然動作已經有了穩定的內化，但由于思維缺乏守恒性和可逆性（守恒性與可逆性是幾乎同時形成的），故不能實現了思維的連續二維集中并得到了可逆性的支持，知覺圖象不再是靜態的直覺調節，而是從屬于運算的轉換之中，智慧已有了質的飛躍，認識在獲得可逆性的同時獲得了守恒性。因而兒童在具體運算階段的不同年齡可對上述守恒問題做出正確回答。
以上從外在知識角度分析了具體運算階段兒童的智力進步，即以質量、長度、面積、重 量、體積守恒的出現為標志，兒童加深了對物世界的認識。
具體運算階段兒童所獲得的智慧成就有以下幾個方面：
1、 在可逆性（互反可逆性）形成的基礎上，借助傳遞性，夠按照事物的某種性質如長短、大小、出現的時間先后進行順序排列。例如給孩子一組棍子，長度（從長到短為A、B、C、D……）相差不大。兒童會用系統的方法，先挑出其中最長的，然后依次挑出剩余棍子中最長的，逐步將棍子正確地順序排列（這種順序排列是一種運算能力），即A>B>C>D……。當然孩子不會使用代數符號表示他的思維，但其能力實質是這樣的。
2、 產生了類的認識，獲得了分類和包括的智慧動作。分類是按照某種性質來挑選事物，例如他們知道麻雀（用A表示）少于鳥（用B表示），鳥少于動物（C），動物少于生物（D），這即是一種分類包括能力，也是一種運算能力，即A（麻雀）B(鳥) C(動物) D（生物）。
3、 把不同類的事物（互補的或非互補的）進行序列的對應。簡單的對應形式為一一對應。例如給學生編號，一個學生對應于一個號，一個號也只能對應于一個學生，這便是一一對應。較復雜的對應有二重對應和多重對應。二重對應的例子，如一群人可以按膚色而且按國籍分類，每個人就有雙重對應。
4、 自我中心觀進一步削弱，即去中心的，在感知運動階段和前運算階段，兒童是以自 我為中心的，他以自己為參照系來看待每件事物，他的心理世界是唯一存在的心理世界，這妨礙了兒童客觀地看待外部事物。在具體運算階段，隨著與外部世界的長期相互作用，自我中心逐漸克服。有研究者曾經做過這樣一個實現：一個6歲的孩子（前運算階段）和一個8歲的孩子（具體運算階段）一起靠墻坐在一個有四面墻的房間里，墻的四面分別掛在區別明顯的不同圖案，（A、B、C、D）（見下圖），同時這些圖案被分別完整地拍攝下來制成四張照片（a.b.c.d）。讓兩個兒童先認真看看四面墻的圖案，然后坐好，將四張照片顯示在孩子面前，向兩個兒童，那一張照片顯示的是你所靠坐墻對面的圖案？兩位孩子都困難地正確地答出（a）。這時繼續問孩子；假設你靠坐在那面墻坐，這四張照片中的那一張將顯示你所靠坐墻（實際沒有靠坐在那面墻、乃假設）對面的圖案？6歲的前運算階段兒童仍然答的是他實際靠坐墻對面的圖案 片（a）,而8歲的具體運算階段兒童指出了正確的圖案照片（c）。為了使6歲的男孩對問題理解無誤，研究者讓8歲男孩坐到對面去，再問6歲孩子；8歲孩子對面的墻的圖案照片是哪一張？6歲孩子仍然選了他自己靠坐墻對面的照片（a）。
概括起來，進入具體運算階段的兒童獲得了較系統的邏輯思維能力，包括思維的可逆性與守恒性；分類、順序排列及對應能力，數的概念在運算水平上掌握（這使空間和時間的測量活動成為可能）；自我中心觀削弱等。
（四） 形式運算階段（12~15歲）
上面曾經談到，具體運算階段，兒童只能利用具體的事物、物體或過程來進行思維或運算，不能利用語言、文字陳述的事物和過程為基礎來運算。例如愛迪絲、蘇珊和莉莉頭發誰黑的問題，具體運算階段不能根據文字敘述來進行判斷。而當兒童智力進入形式運算階段，思維不必從具體事物和過程開始，可以利用語言文字，在頭腦中想象和思維，重建事物和過程來解決問題。故兒童可以不很困難地答出蘇珊的頭發黑而不必借助于娃娃的具體形象。這種擺脫了具體事物束縛，利用語言文字在頭腦中重建事物和過程來解決問題的運算就叫做形式運算。
除了利用語言文字外，形式運算階段的兒童甚至可以根據概念、假設等為前提，進行假設演繹推理，得出結論。因此，形式運算也往往稱為假設演繹運算。由于假設演澤思維是一切形式運算的基礎，包括邏輯學、數學、自然科學和社會科學在內。因此兒童是否具有假設演繹運算能力是判斷他智力高低的極其重要的尺度。
當然，處于形式運算階段的兒童，不僅能進行假設演繹思維，皮亞杰認為他們還能夠進行一切科學技術所需要的一些最基本運算。這些基本運算，除具體運算階段的那些運算外，還包括這樣的一些基本運算：考慮一切可能性；分離和控制變量，排除一切無關因素；觀察變量之間的函數關系，將有關原理組織成有機整體等。
為了解釋此階段兒童運算邏輯模式，同時也用于了解和確定形式運算階段及此階段的平均年齡范圍，皮亞杰及其學派成員設計了一系列實驗或測試題（皮亞杰作業），下面舉幾個例子加以說明。
1、 辨別液體實驗
此實驗用以觀察形式運算階段兒童是否能夠考慮一切可能性的組合在被試面前放置5瓶不同的無色透明液體，分別標志1、2、3、4、5（如下圖所示） 從一瓶或幾瓶中取出少量液體，與從5中取出的少量液體相混合。這5瓶中液體分別是稀硫酸（瓶1）；水（瓶2）；過氧化氫溶液（瓶3）；硫代硫酸鈉（瓶4）；瓶5是碘化鈉溶液。主試向兒童顯示化學演示，讓被試兒童觀看混合后的顏色反應。但不要讓兒童知道混合了哪幾瓶中的液體。演示后讓兒童自己做試驗，判斷那一瓶或哪幾瓶中的液體與瓶5中液體混合能產生特定的顏色（棕色），那一瓶或哪幾瓶中的液體與5瓶中溶體混合不能產生棕色。
正確的答案是瓶1和瓶3的溶液加上5中的溶液形成棕色（生成碘），瓶2的水沒有什么用處，只是為增加組合的復雜性而增加，瓶4中的液體妨礙棕色形成，或者如果已經形成棕色 ，它可以還原碘來消除棕色。
這一實驗并不測驗化學知識，只是測驗兒童組合思維的能力。可以發現在兒童做此項試驗，有的亂撞瞎碰，而有的卻在找其中的規律性，大約14、15歲或以上形式運算階段的青少年能按五瓶溶液的順序①②③④⑤進行配合：①+②，①+③，①+④，①+⑤，接著②+③，②+④，②+⑤……去概括，揭示其中的規律，得出正確答案。
2、 看不見的磁力
試驗的材料是帶著8個扇形的一塊大的園木板，相對的扇形在顏色相配。在相配的扇形上是數對盒子，其中一對閃著光亮的盒中裝有隱藏在蠟中的磁鐵。被試不知道隱藏中的磁鐵，讓被試解答問題：為什么中央的金屬條每時每刻總指向同一對盒子而不是指向放置在園面周圍的其余盒子。為了歸納出金屬條是被磁力所吸引的結論，被試必須做出假設演繹并證實演繹的正確性。假設演繹能力正是形式運算階段兒童的思維的最基本特征。
3、 顏色的組合
實驗出示6堆10個一組的木片，每一堆的顏色不同，要求被試找出顏色沒有重復的任何一對，并窮盡全部可能的組合。指示被試設計一個完整的組合系統。完整地組成15對。算是成功地完成了這個試題。此實驗是研究兒童的推理水平。
4、 比例問題
實驗材料包括兩個人物模型，（一個高，一個矮）、園形鈕扣及回形針。讓兒童先用鈕扣分別測高個子和矮個子的身高，例如測得高個子身高是6個鈕扣，矮個身高是4個鈕扣。然后再讓兒童用回形針測量矮個的身高為61回形針，但卻不許用回形針測高個的身高，而要求兒童根據已有的條件算出高個的身高來。
其他還有很多各種試驗題，分別檢測兒童形式運算思維所應具備的各種能力。實驗中特別重視兒童得出某一答案的理由而拘泥于答案的精確性。這些試驗題與話結合即皮亞杰所創造的臨床法。
形式運算思維是兒童智力發展的最高階段。在此有兩個問題應加以說明：（1）并非兒童成長到12歲以后就都具備形式運算思維水平，近些年在美國的研究發現，在美國大學生中（一般18-22歲），有約半數或更多的學生，其智力水平或仍處于具體運算階段，或者處于具體運算和形式運算兩個階段之間的過渡埋藏。（2）15歲以后人的智力還將繼續發展，但總的來說屬于形式運算水平，可以認為，形式運算階段還可分出若干個階段，有待進一步研究。皮亞杰認為智力的發展是受若干因素影響的，與年齡沒有必然的聯系。所以達到某一具體階段的年齡即使有很大的差異并不構成皮亞杰理論的重大問題。
三、 兒童智力發展的影響因素
皮亞杰在其兒童智力理論中，闡述他獨特的智慧結構的觀點，并根據結構的不同將兒童智力發展劃分為四個不同階段。哪么究竟在兒童智力由低級向高級的演變過程中有些什么影響因素呢？對這一問題傳統上歸為三個經典因素，即成熟、物質環境和經驗和社會環境的傳遞。皮亞杰充分肯定這此因素在兒童智力發展的重要作用，認為這些因素是必不可少的。但他同時提出了第四種因素一不斷成熟的內部組織和外部環境的相互用因素，即平衡（又稱調節），并指出平衡化和自動調節是智力發展的決定因素。以下分別介紹這四個因素。
（一） 成熟因素
所謂成熟，即指在遺傳程序控制下，機體、神經系統和內分泌系統逐漸發育成長的過程。在有的學者看來，兒童之所以隨著年歲的增加而表現出心理和智慧的發展，乃是這種成熟的結果。即人的遺傳基因型決定了其心理、智慧的發展水平，兒童的智力何時達到何種水平似乎早有安排，后天表現只不過是先天遺傳因素的逐漸顯露。這種觀點的極端形式是"遺傳決定論"，代表人物是優生學創始人英國的高爾頓（FoGal-ton）。而"自然成熟論"（代表人物是蓋塞爾）雖也不忽視環境因素的作用，但始終認為兒童智能的發展有一定的生物內在進度表。
皮亞杰認為神經系統的成熟對智力發展有著重要作用。因為智力作為人類的一種高級機能，它必然依賴于一定的神經及內分泌系統的生理基礎。因此生理機能的成熟無疑就成為智慧發展的必要因素。這種成熟因素在使兒童心理及智慧的發展遵循不變的連續的階段方面起著不可缺少的作用。例如新生嬰兒的吸吮反射、擁抱反射的生理基礎是反射弧，無反射便不可能有這些反射。當神經系統的錐體束中的神經纖維髓鞘化后（相當于嬰兒4個半月），嬰兒便有了視覺與抓握反射的協調（感知運動階段的第三分階段）。但皮亞杰認為智力的成長過程中，成熟不是決定條件，神經系統的成熟只能決定的某一給定階段的的可能性與不可能性。環境因素對于實現這些可能性是始終不可少的。可以這樣認為，即使在心理或智力發展的初級階段，一些簡單的初級心理機能（如感知、動作以及初始言語），雖然遺傳成熟的制約因素較大，但亦需要是最低限度的習得經驗和機能練習。而一些較復雜的高級心理機能的獲得與發展，則更多地是受環境因素與機體成熟因素之間動態交互影響的結果。皮亞杰說："我們不能設想有一種作為人類智力發展基礎的遺傳程序存在。成熟不能說明計算2+2=4的能力和演繹推理是如何形成的。智力不是天生的。概念也不是天生的，就拿與年齡有密切關系的語言來說，如果一個兒童不處于人類社會中，就人會在任何年齡獲得人類語言。
概括起來，成熟是影響智力發展的一個因素，它為智力結構的演化提供了可能，但是在可能性和現實性之間，還必須有一些其它因素，例如練習，經驗和社會和相互作用。
（二） 經驗因素（物理環境、自然環境）
傳統上說明認知發展的第二個因素是經驗。皮亞杰認為經驗在人的智力發展是不可缺少的。他非常重視經驗，指出經驗是知識的來源，是智力增長的重要條件，但是經驗因素也是不充分的，不能決定心理及智慧的發展。所謂物理經驗是通過一種簡單的抽象過程從客體本身中引出的。例如兒童關于物體的重量、物體的顏色、物體表面的光滑程度、聲音的高低、木塊浮在水面、水結成冰等等經驗是通過兒童的觸覺、視覺、聽覺等從述物體中抽出來的。這種經驗最本質的特點是來源于物體本身，這些物體的性質（重量大小，聲音高低）是客觀存在的，即使兒童不去看、不去摸或不去作用于這些物體，這些物體性質依然存在。
邏輯數理經驗雖也來源于主體與客體的相互作用中，但這種經驗不是由物體抽出，而是產生于主體客體所施的動作及協調。皮亞杰舉過一個例子解釋這種邏輯數理經驗：他有一位數學家朋友，小時在沙灘上玩卵石，他把10個卵石排成一行，發現不論從那端開始數都是10個，然后他又把卵石排成另外的形狀，如排成園形、四方形，數出來的數目仍然不變。于是他得出"和與順序無關"的結論。皮亞杰認為，這件事對于成人來說極為平常，但對兒童來說卻是一件了不起的發現。在玩卵石的時候，可以感受到卵石的重量，形狀及大小等，這是物理經驗。而"和與順序無關"也是經驗，但它不是由感知的直覺獲得，反映的也不是卵石的物理性狀，故不是物理經驗。兒童是通過計數卵石的動作得到的這種經驗，它是關于數和數的交換性的概念，這就是邏輯數理經驗。
物理經驗和邏輯數理經驗是本質上完全不同的兩種經驗。由物理經驗可以認識物理性質，但物理性質不依賴于物理經驗。物理性質無物理經驗（無動作）也存在；邏輯數理經驗來源于動作，而不依賴于物理性質，無動作則無邏輯經驗來源于動作，而不依賴物體的物理性質，無動作則無邏輯數理經驗。兩種經驗包含著性質不同的兩種抽象過程，物理經驗是一種簡單的本義的抽象，只考慮物體某一性質（如重量），不考慮其它，即只把"重量"抽象出來；而邏輯數理經驗是一種反省的抽象，這種抽象由于是對自身動作的抽象，這就不僅要求不考慮其它特性，還需要一個新的再建過程。
前而介紹過，一切運算都是動作，所形成的經驗都是邏輯數理經驗。邏輯數理經驗對于認知結構的形成有極其重要的意義，智力主要表現在具有最必要的邏輯數理經驗。
任何一個動作都可以抽出物理經驗和邏輯數理經驗，但人們一般容易注意獲得物理經驗而不容易注意獲得邏輯數理經驗。因而在兒童智力培養中，一方面應該注意豐富兒童的生活，提供各種的自然環境材料，使兒童獲得物理經驗；在另一方面，也許是更重要的，應該在上述活動環境中，指導孩子通過分析、綜合、思索和探究事物之間的內在聯系和規律，獲得邏輯數理經驗。
但皮亞杰提出兩點理由認為經驗不能說明一切，也不是兒童智力發展的決定因素。（1）有些概念不能從經驗中抽出，即概念不完全取決于經驗。例如兒童往往先獲得質量守恒概念，而后獲得重量及體積守恒概念，重量和體積通過兒童對物體測量得以理解，但兒童沒有通過經驗獲得守恒概念。皮亞杰問，在尚無重量守恒和體積守恒時，質量守恒概念從何處來？（2）經驗這一概念是有歧義和含糊的。
（三） 社會環境因素（社會傳遞）
社會環境因素主要涉及社會生活、教育、學習及語言等方面。很顯然，這些因素對兒童智能的發展的作用是巨大的。
首先是社會生活。人的一生就浸浴于社會生活環境中，嬰兒自出生一剎那起就開始了其社會化的一生。社會生活對兒童智力發展的影響是明顯的。例如有人研究就發現，兒童在2歲前與父母親之間的關系（或稱家庭情感氣氛）與孩子長到18歲時的智力是呈正相關的，關系較好，智力較高。否則就低。另外從兒童"自我中心觀"的發展也可以看出，隨著兒童與家庭成員及小伙伴、老師之間的接觸，兒童將出現"去中心化"，這也是兒童智力發展的一個表現。
其次是教育，事實上當強調經驗因素在促進兒童思維發展中的作用時，實際上已蘊育著對教育因素的重視。因為系統的教育（學習和訓練）可以使兒童更好地感受外部世界，獲得經驗（包括物理經驗和邏輯數理經驗），也正是因為這一點，教育因素才能促進兒童智慧的發展。
皮亞杰十分強調教育必須切全于兒童的認知結構，他說"即使在主體似乎非常被動的社會傳遞例如學校教育的情況下，如果缺少兒童的主動同化作用，這種社會作用無效，而兒童主動的同化作用則是以適當的運算結構為前提的"。又說"只是當所教的東西可以引起兒童積極從事再造和再創的活動，才人有效地被兒童所同化。"教育可在一定程度上加速兒童智力發展階段的過渡，但并不能超越或改變發展的順序，任何兒童（包括天才），也是絕無例外的。在對兒童實施早期教育時，應充分重視這一點。
再談語言，語言在動作內化于表象和思想方面起主民作用，在介紹前運算階段兒童的思維發展中，已經可看出語言對兒童智力的作用。但語言不是唯一起作用的因素，語言是一種符號系統。但它不是唯一的符號系統。盡管它可能是最佳的符號系統，屬于符號系統之列的還有：圖畫、造型、模仿動作、內化的模仿、特異的手勢和姿態等。雖然語言與智力關系密切，但兩者的發展并不平行，有的人語言流暢，但智力平平；而有的人思維能力極其優異，卻可能不善于辭令。
可以說沒有社會傳遞就不會不人類社會的全部科學文化的繼承和發展。皮亞杰十分強調社會環境因素在兒童智力發展中重要作用。但是兒童智力發展具有連續性這一事實又說明社會環境因素不是發展的充分因素。從上述對語言、教育等的分析中也看出這一點。
（四） 平衡化因素
生理成熟、自然環境和社會環境都是兒童智慧發燕尾服必不可少的前提和條件。然而各自都不是充分的條件。兒童智慧成長也不是這些因素簡單機械相加的結果。皮亞杰提出了平衡化因素的概念并認為平衡化是兒童智力發展的決定因素。在皮亞杰看來，既然成熟、經驗及社會環境各自都不能完全解釋發展的根本原因，那么必然存在其它因素，這個因素在原有三種因素之間起關協調和調節作用，這個協調者或調節者就是平衡化。
皮亞杰的智力觀前已述及，他認為"智慧是生物適應性的一種特殊表現"。智力是一切認知結構趨于平衡的形式之一"。智力是有結構基礎的，智力的提高就智力結構的不斷發展，同化與順應是智力不斷建構發展的兩個基本過程。個體在遇到外部刺激（自然環境與社會環境）時，首先與之發生作用的是現存的圖式，這種圖式，在嬰兒初生時，是遺傳決定的先天圖式，這個先天圖式，隨著成熟及成熟的機體與外界的交互作用而逐漸演變成現存圖式。按照現存圖式，機體吸收外界的信息并做出反應，此即是同化過程，反復的同化使圖式或認知結構得到鞏固。人們在認識事物，解決問題時總是利用原有的思維和行為模式就是同化的表現。當一個新刺激到來，機體仍用原有的或現存的圖式去應付，但結果可能是不成功的（如前運算階段向具體運算過濾時期兒童挑選可樂飲料時感到迷惘和猶豫），于是新刺激在被主體同化的認知格式吸納的同時，將使這一認知格式發生改變，即為順應。改變同化性認知格式并不是瞬間完成的，而需經歷一定的過程。過程進行中同化與順應處于一種不平衡狀態，舊的圖式與將形成的新圖式之間存在沖突，表現在人們認知方面即是舊觀念與新觀念的斗爭。如果新圖式終于建成，即宣告同化與順應的不平衡狀態結束，平衡已經實現，兒童智力獲得了發展。以此新圖式為基礎，兒童又開始了新的同化，同化中建構，又遇到新刺激，出現新的順應……，兒童智力正是這樣一步一步由低級向高級發展。成熟、自然環境和社會環境都在發展中起作用，而平衡化因素則調節著這三個因素使兒童智力向著一定的方向發展。
皮亞杰曾用粘土球試驗，解釋了平衡化作用在具體運算階段兒童質量守恒概念的獲得過程。實驗的方法如下：把兩個大小、形狀、重量完全相同的粘土球顯示給6-8歲的兒童，然后將其中一個粘土球制做成薄餅狀或香腸形、或是數個小糖果狀，然后問兒童，粘土的多少有無變化？
皮來要觀察到，兒童在這一質量守恒概念形成過程中，經歷了四個階段：
第一階段：當粘土球被做成薄餅狀、香腸形或分做成數個小糖果狀時，兒童認為粘土多了，因為薄餅大、香腸長、小球多。也有正好相反的答案。
第二階段：當薄餅被做到更薄，香腸理長、小球的個數更多，那些剛剛回答粘土多的孩子開始認為粘土又少了。原因是"太薄、太細，小球太小"。
第三階段：矛盾階段。經過上面兩個階段兒童感到為難。判斷時表現出猶豫，來回搖擺。
第四階段：兒童認識到，兩邊是一樣多的。
皮亞杰對這四個階段進行地分析，第一階段的兒童，屬于前運算階段。以其前運算的認知圖式在對此刺激（問題）進行同化時，由于其圖式的特點所決定，他們只能將注意集中在泥球狀態的一個方面。或是長的東西多，短的即少；或是粗的東西多，細的即少；兩者是不可兼容的，即粗的就不會少，細的就不會多。第二階段仍是前運算階段，雖然他開始注意到了泥球狀態變化另外一個方面，但只是一個方面。第三階段兒童感到問題難以回答，說明通過上述兩個階段后，兒童已注意到泥球粗與短，長與細、數目多與小是有關聯的，而原有的圖式已不能適應這一刺激。因此，在同化（吸收）這一刺激的同時，被吸收的刺激將改變原有圖式，使兒童由注意泥球狀態的一個方面過渡到注意泥球狀態的二個方面。過渡階段表現出的拿不定主意即是不平衡。第四階段，新刺激已整合進舊圖式，新圖式（二維集中）已經建成，兒童同化與順應達到了平衡，正確地回答了兩邊一樣多，獲得了質量守恒概念。
四、 皮亞杰理論的應用
皮亞杰關于智力的發展理論，經過世界范圍的長期、嚴格的檢驗，得到了肯定的評價。
理論的意義在于對實踐的指導，并在實踐中得到檢驗和完善。目前世界很多國家應用皮亞杰理論指導兒童教育與養育，已取得了巨大的成果。在我國，皮亞杰的理論已受到重視，在全面介紹皮亞杰理論的同時，我國心理學家，教育家們也對皮亞杰理論進行了研究、檢驗及將其應用于兒童教學實踐中。
在嬰幼兒養育實踐中，皮亞杰的理論對嬰幼兒智能發育的培養，同樣是有指導意義的。應該遵循這樣一個原則，即嬰幼兒智能發育是一個量變到質變的過程，并表現出發展的階段性，嬰幼兒智力的培養應注重嬰幼兒智力發育所處的階段，因材施教。超階段教育對嬰幼兒智力發育并無益處。智力發展有四個影響因素，充分運用四個因素的作用是教育的關鍵所在。
（一） 適時教育
在嬰幼兒的智力培養中，應特別強調適時教育的原則。在感知運動階段，是兒童形成物體永久性概念的時期，因此，在嬰幼兒教養問題上，父母親就應充分利用和創造各種機會幫助嬰幼兒形成物體永久性概念。通常在嬰幼兒的物體永久性的形成中，母親永久性（或是最親近的人）的形成較早，因而，母親要注意在這段時期，需較多地與嬰兒在一起，母親在育兒過程中與嬰兒的短暫分離所又出現，就能使嬰兒逐漸相信，母親這個形象是永久的。與此有關的是育兒專家常常告誡父母，在此階段，不宜頻繁地更換保姆。另外父母親經常和嬰兒進行例如遠近搖擺撥浪鼓"躲貓貓"及找物體的游戲，亦是非常有益的。事實上這一階段的嬰兒對于這一類東西失而復現的游戲表現出極大的興趣。9個月的嬰兒總是喜歡抓起東西又扔掉，父母拾起后，嬰兒又重復這個動作，父母已經煩躁，但嬰兒卻可能在咯咯大笑。
談到超階段教育，曾有美國一位心理學教授為將自己的孩子培養成天才，設計了一整套超前教育計劃并精心實施。孩子果然不負父望，在很小的年齡考上了著名大學，但卻同時患了精神分裂癥，病愈后立志做了一個普通小學教師。在我國，父母教1歲半的孩子認字，2-3歲的孩子學外語，4-5歲的孩子反復熟背唐詩幾百首的現象并非罕見，而其最后的效果卻是可想而知的，沒有真正理解這些字、詩的含義，強記之后必是迅速的遺忘。同時由于父母親的強迫，形成孩子的反感以至泯滅了孩子在這些方面的學習興趣。愛好跳舞的4歲孩子，因為父母。強迫進行正規的舞蹈訓練而發誓今后絕不跳舞；并無音樂興趣的兒童，因為在父母棍棒下訓練彈鋼琴而切斷手指的現象也已發生。這是父母的期望與兒童能力的差距造成了對兒童的強大壓力的結果。超階段教育的無效和惡果由此可見。
天才來自勤奮，但勤奮也是適合階段的有目的努力。眾多培養出"天才"的成功父母的經驗在于激發興趣，通過逐步的適時而有效的教育，使孩子的潛能天賦得到充分的發揮。不過也應認識到并非所有的孩子都具有成為音樂家、美術家或科學家的天賦，對大多數兒童而言教養應以全面發展為宜，父母應該幫助孩子發展愛好的多樣性，從中發現兒童的潛能，采用合適的方法加以培養，專業訓練不宜過早。
近年來，對于兒童成長過程中的關鍵期的研究對于開展適時教育是很有啟發的。目前已發現了兒童多種能力的關鍵期。一般認為，兒童某種能力的成熟早期是該能力的關鍵期，對孩子的早期教育應從關鍵期開始，下面列舉兒童各種能力的關鍵期
6個月是嬰兒學習咀嚼和喂干的食物的關鍵期。
9月-1歲分辨大小多少的開始。
2-3歲計數發展的關鍵年齡，也是學習口頭言語發展的第一個關鍵時期。
2歲半-3歲是教孩子學會講規矩的關鍵年齡。
3-5歲是兒童發展音樂才能的關鍵期。
5歲前后是兒童口頭言語的第二個關鍵期。
4-5歲學習書面語的關鍵年齡。 <>< div="">
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